高考化学三轮专题训练第27题Word格式.docx
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(3)将Fe2+氧化成Fe3+(1分) 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(1分) (4)(七水)硫酸镁(1分)
(5)Na+
(2分)
(6)2H3BO3
B2O3+3H2O、B2O3+3Mg△,2B+3MgO(2分)
[阅卷人的忠告]
(1)元素符号错、不规范、看不清的不得分,方程式不写“△”扣分。
(2)SiO2和CaSO4少写,或错写其他杂质均不得分。
(3)名称写成化学式不得分。
(4)电子式漏掉离子符号或不写“[ ]”均不得分。
【基础练习】
1.工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)CeCO3F中,Ce元素的化合价为________。
(2)酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。
写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式:
______________________________________________________。
(3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)溶液中的c(Ce3+)等于1×
10-5mol·
L-1可认为Ce3+沉淀完全,此时溶液的pH为________。
(已知Ksp[Ce(OH)3]=1.0×
10-20)
(5)加热CeCl3·
6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是:
(6)准确称取0.7500gCeCl3样品置于锥形瓶中,加入适量过硫酸铵溶液将Ce3+氧化为Ce4+,然后用0.1000mol·
L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗25.00mL标准溶液。
(已知:
Fe2++Ce4+===Ce3++Fe3+)
①该样品中CeCl3的质量分数为________(保留两位小数)。
②若使用久置(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,测得该CeCl3样品的质量分数________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
答案
(1)+3
(2)H2O2+2CeO2+6H+===2Ce3++4H2O+O2↑
(3)避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF
或提高CeCl3的产率
(4)9【提示:
c(OH-)=
】
(5)NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3水解
(6)①82.17% ②偏大
解析
(1)根据化合价的代数和等于零计算,C为+4价、O为-2价、F为-1价。
(5)从Ce(OH)3的溶度积可知CeCl3易水解,氯化铵分解产生的HCl可抑制CeCl3的水解。
(6)①由反应信息可得关系式:
CeCl3~(NH4)2Fe(SO4)2,再根据硫酸亚铁铵的物质的量和关系式即可计算n(CeCl3)。
②久置的(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+已部分被氧化,必然消耗(NH4)2Fe(SO4)2的量增多,因而测定结果偏大。
2.磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。
回答下列问题:
(1)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。
①写出磷酸主要的电离方程式:
_______________________________。
②n越大,直链聚磷酸铵的水溶性越________(填“大”或“小”)。
(2)在碱性条件下,次磷酸盐可用于化学镀银,完成其反应的离子方程式。
H2PO
+
Ag++
________===
PO
Ag+
________
(3)由工业白磷(含少量砷、铁、镁等)制备高纯白磷(熔点44℃,沸点280℃),主要生产流程如下:
①除砷过程在75℃时进行,其合理的原因是________(填字母)。
a.使白磷熔化,提高反应活性b.降低白磷的毒性
c.温度不宜过高,防止硝酸分解d.适当提高温度,增大反应速率
②生产过程在高纯氮气保护下进行,其目的是____________________________
③硝酸氧化除砷时被还原为NO,写出砷转化为砷酸的化学方程式:
氧化相同质量的砷,当转化为亚砷酸的量越多时,消耗硝酸的量越________(填“多”或“少”)。
④某条件下,用一定量的硝酸处理一定量的工业白磷,砷的脱除率及磷的产率随硝酸质量分数的变化如图所示,砷的脱除率从a点到b点降低的原因是_____________
答案
(1)①H3PO4H++H2PO
②小
(2)1 4 6OH- 1 4 4H2O(3)①acd
②防止白磷被空气中氧气氧化③3As+5HNO3+2H2O===3H3AsO4+5NO↑ 少
④硝酸浓度变大,氧化性增强,有较多的硝酸用于氧化白磷,脱砷率降低
3.过二硫酸(结构如图)是一种白色晶体,其酸及盐均为强氧化剂。
(1)(NH4)2S2O8在水溶液中的电离方程式为_____________________________________
(2)在Ag+及加热的条件下,S2O
可将溶液中的Mn2+氧化为MnO
,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
观察到的现象是_______________________________________________________。
(3)由氯碘酸(ClSO3H)与过氧化氢作用可得固态的过二硫酸,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)工业上制备过二硫酸溶液的流程之一如下:
电解时阳极的电极反应式为____________________________________________________,
阳极材料能否用铜丝代替铂丝?
________(填“能”或“不能”),说明理由:
答案
(1)(NH4)2S2O8===2NH
+S2O
(2)2Mn2++5S2O
+8H2O
2MnO
+10SO
+16H+ 溶液颜色变为紫色
(3)2ClSO3H+H2O2===H2S2O8↓+2HCl↑
(4)2SO
-2e-===S2O
不能 铜是活性电极,铜作阳极时本身会失去电子
解析
(2)由过二硫酸结构可知,分子中S元素处于最高价+6价,其中的-1价O具有强氧化性,则离子方程式:
5S2O
+2Mn2++8H2O
+16H+,由于生成MnO
,溶液会变为紫色。
(4)电解产物中的H2一定在阴极生成,则阳极产物为S2O
,电极反应式为2SO
,阳极用铜时,铜失电子,不能生成S2O
。
4.Na2S、H2O2在从含镍电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)中提取含镍化合物时有重要作用。
提取过程如下:
①电镀废渣先用过量酸进行酸化处理,得到溶液;
②向溶液中滴入适量的Na2S溶液,除去Cu2+、Zn2+,过滤;
③保持滤液在40℃左右,用6%的H2O2溶液氧化Fe2+,再在95℃时加入NaOH溶液调节pH,过滤除去铁和铬;
④在滤液中加入足量Na2CO3溶液,搅拌,得NiCO3沉淀;
⑤……
(1)步骤②中除可观察到黑色沉淀外,还可嗅到臭鸡蛋气味,用离子方程式说明气体的产生:
______________。
(2)步骤③中在Fe2+氧化阶段,需要控制温度不超过40℃,其目的是___________________;
该阶段发生反应的离子方程式为___________________________________。
(3)Fe2+也可以用NaClO3氧化,Fe2+被氧化并在较小pH条件下水解,最终形成黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去;
如图是pH-温度关系图,图中阴影部分为黄铁矾钠稳定存在区域[已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×
10-39],下列说法正确的是________(填字母)。
a.FeOOH中铁为+2价
b.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×
10-29mol·
L-1
c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++ClO
+6H+===6Fe3++Cl-+3H2O
d.工业生产中温度常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时溶液的pH约为1.2~1.8
(4)无水NiCl2在有机合成中有着极为重要的作用,工业上常用含镍原料所制得的NiCl2·
6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制得,已知SOCl2能与水反应生成SO2和HCl。
写出NiCl2·
6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制无水NiCl2的化学方程式_________________
______________________________________________________________________________,
NiCl2·
6H2O需在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水的原因是______________________。
答案
(1)S2-+2H+===H2S↑
(2)减少过氧化氢的分解 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O (3)cd
(4)NiCl2·
6H2O+6SOCl2
NiCl2+6SO2↑+12HCl
NiCl2在加热过程中会因发生水解而得不到无水NiCl2,当NiCl2·
6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水时,反应过程中产生的HCl能抑制NiCl2的水解
5.(2015·
广东理综,32)七铝十二钙(12CaO·
7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
(1)煅粉主要含MgO和________,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,若滤液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×
10-6mol·
L-1,则溶液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp=5×
10-12];
该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是_____________________________
(2)滤液Ⅰ中的阴离子有____________(忽略杂质成分的影响);
若滤液Ⅰ中仅通入CO2,会生成__________,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为__________________。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为________________。
(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl
和Al2Cl
两种离子在Al电极上相互转化,其他离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为____________________________
答案
(1)CaO 11 易生成硫酸钙沉淀而导致碳酸钙产率降低
(2)NO
、OH- Ca(HCO3)2(3)2OH-+Al2O3===2AlO
+H2O
(4)2Al+6H2O
2Al(OH)3+3H2↑(5)Al-3e-+7AlCl
===4Al2Cl
解析
(1)白云石高温煅烧,CaCO3和MgCO3受热分解生成CaO和MgO,煅粉主要含有CaO和MgO。
若滤液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×
L-1,根据Ksp=c(Mg2+)·
c2(OH-)得:
c(OH-)>
=
mol·
L-1=1×
10-3mol·
L-1,c(H+)<
=1×
10-11mol·
L-1,即pH>11。
若用(NH4)2SO4代替NH4NO3,则(NH4)2SO4会与CaO反应生成CaSO4微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的CaCO3减少。
(2)煅粉的主要成分是CaO和MgO,加入适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,由于镁化合物几乎不溶,则溶液中溶质主要为生成的Ca(NO3)2,故滤液Ⅰ中的主要阴离子为NO
。
由于滤液Ⅰ的pH大于11,溶液中含有Ca(NO3)2和少量的NH4NO3与Ca(OH)2,若仅通入CO2会生成Ca(HCO3)2,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为2OH-+Al2O3===2AlO
+H2O。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为2Al+6H2O
2Al(OH)3↓+3H2↑。
6.硼及其化合物在工农业生产中应用广泛。
已知:
硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·
H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·
10H2O。
利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为________价;
溶于热水后,常用稀硫酸调pH至2~3制取H3BO3,该反应的离子方程式为_________________________________________________。
X为H3BO3晶体加热脱水的产物,其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为______________。
(2)MgCl2·
7H2O在HCl氛围中加热的原因是_________________________________________。
若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为_____________________________________。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O,则其正极反应式为__________________。
常温下,若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中Mg2+的浓度为______________________。
已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×
10-12,当溶液pH=6时,________(填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。
现将0.020g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30mol·
L-1Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。
滴定时用到的指示剂是________________。
该粗硼样品的纯度为________。
(提示:
I2+2S2O
===2I-+S4O
)
答案
(1)+3 B4O
+2H++5H2O===4H3BO3 3Mg+B2O3高温,2B+3MgO
(2)防止MgCl2水解 2H2O+Mg2++2e-===H2↑+Mg(OH)2↓
(3)H2O2+2H++2e-===2H2O 0.045mol·
L-1没有 (4)淀粉 99%
解析 (3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O,正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应,正极反应式为H2O2+2H++2e-===2H2O;
若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中氢离子浓度减小0.1mol·
L-1-0.01mol·
L-1=0.09mol·
L-1,依据反应方程式得到Mg2+浓度为0.045mol·
L-1;
Ksp[Mg(OH)2]=5.6×
10-12,当溶液pH=6时,c(OH-)=10-8mol·
L-1,则Qc=c(Mg2+)·
c2(OH-)=0.045×
10-16=4.5×
10-18<
Ksp[Mg(OH)2],无氢氧化镁沉淀生成。
(4)碘遇淀粉变蓝,终点时蓝色褪去;
硫代硫酸钠的物质的量为0.30mol·
L-1×
0.018L=0.0054mol,根据关系式:
B~BI3~3/2I2~3S2O
,n(B)=
n(S2O
)=0.0018mol,硼的质量为11g·
mol-1×
0.0018mol=0.0198g,粗硼中硼的含量为0.0198g/0.020g×
100%=99%。
7.常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。
某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
(1)填充物用60℃温水溶解,目的是______________________________________。
(2)操作A的名称为________。
(3)铜帽溶解时加入H2O2溶液的目的是_________________________________________
________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
铜帽溶解完全后,可采用____________________________________________
方法除去溶液中过量的H2O2溶液。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为______________________________________。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。
主要反应为2MnOOH+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4===3MnSO4+6H2O+4CO2↑。
①当1molMnO2参加反应时,共有________mol电子发生转移。
②MnOOH与浓盐酸在加热条件下也可反应,写出反应的化学方程式:
_______________。
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。
在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如图所示,根据上图可知:
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高,汞的吸收率________。
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下________强。
答案
(1)加快溶解速率,同时防止温度过高氯化铵受热分解
(2)过滤
(3)Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O 加热(4)Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2
(5)①4 ②2MnOOH+6HCl(浓)
2MnCl2+Cl2↑+4H2O(6)①先降低后增加 ②氧化性
解析 (3)Cu不能溶于硫酸,在酸性条件下,加入H2O2的Cu就会被溶解变为Cu2+,反应的化学方程式是Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O;
H2O2不稳定,受热容易分解产生氧气和水,所以铜帽溶解完全后,可采用加热方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2,其负极Zn发生氧化反应,电极反应式为Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2。
8.砷为ⅤA族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。
(1)冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
Ⅰ.As2S3与过量的S2-存在以下反应:
As2S3+3S2-2AsS
Ⅱ.亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐
①亚砷酸中砷元素的化合价为________价。
②砷酸电离的主要方程式为__________________________________________________。
③“一级沉砷”中FeSO4的作用是_____________________________________________。
④“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为
⑤沉淀X为________(填化学式)。
(2)冶炼废渣中的砷元素主要以As2O3的形式存在,可用古氏试砷法半定量检测(As的最低检出限为3.0×
10
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- 高考 化学 三轮 专题 训练 27